efeito fotoelétrico na perspectiva da teoria de kuhn - parte 1/3

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Carlos Alberto dos Santos Professor Visitante Departamento de Ciências Exatas e Naturais Univ. Federal Rural do Semi-Árido Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física [email protected] O efeito fotoelétrico na perspectiva da teoria de Kuhn Parte 1/3

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Page 1: Efeito fotoelétrico na perspectiva da teoria de Kuhn - parte 1/3

Carlos Alberto dos SantosProfessor Visitante

Departamento de Ciências Exatas e NaturaisUniv. Federal Rural do Semi-Árido

Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Fí[email protected]

O efeito fotoelétrico na perspectiva da teoria de Kuhn

Parte 1/3

Page 2: Efeito fotoelétrico na perspectiva da teoria de Kuhn - parte 1/3

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À guisa de prefácio:

por que usar história em sala

de aula?

Page 3: Efeito fotoelétrico na perspectiva da teoria de Kuhn - parte 1/3

Even Einstein Struggled: Effects of Learning About Great Scientists’ Struggles on High

School Students’ Motivation to Learn Science

Journal of Educational Psychology 2016, Vol. 108, No. 3, 314–328

Xiaodong Lin-Siegler and Janet N. AhnTeachers College, Columbia University

Jondou ChenUniversity of Washington

Fu-Fen Anny Fang and Myra Luna-LuceroTeachers College, Columbia University

http://academiccommons.columbia.edu/catalog/ac%3A194424

Page 4: Efeito fotoelétrico na perspectiva da teoria de Kuhn - parte 1/3

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À guisa de propaganda

Page 5: Efeito fotoelétrico na perspectiva da teoria de Kuhn - parte 1/3

http://www.cienciahoje.org.br/coluna/p/id/10/n/do_laboratorio_para_a_fabrica

Page 6: Efeito fotoelétrico na perspectiva da teoria de Kuhn - parte 1/3

http://pt.slideshare.net/casifufrgs/

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Page 7: Efeito fotoelétrico na perspectiva da teoria de Kuhn - parte 1/3

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S U M Á R I O

Page 8: Efeito fotoelétrico na perspectiva da teoria de Kuhn - parte 1/3

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Dualidade onda-partícula

A hipótese do quantum de luz

A equação de Einstein

A teoria do gatilho

De Broglie e Compton

O efeito fotoelétrico

Teoria de Kuhn

Os experimentos de Millikan

Page 10: Efeito fotoelétrico na perspectiva da teoria de Kuhn - parte 1/3

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Tão simpáticos, uns com os outros . . .

Page 12: Efeito fotoelétrico na perspectiva da teoria de Kuhn - parte 1/3

Receituário

Receituário

Receituário

[email protected]

Receituário

Page 13: Efeito fotoelétrico na perspectiva da teoria de Kuhn - parte 1/3
Page 14: Efeito fotoelétrico na perspectiva da teoria de Kuhn - parte 1/3

Um conceito de ciência extraído dos manuais de metodologia terá tantas probabilidades de assemelhar-se ao empreendimento que os produziu como a imagem de uma cultura nacional obtida através de um folheto turístico

p. 19

Page 17: Efeito fotoelétrico na perspectiva da teoria de Kuhn - parte 1/3

Ciência normal, atividade na qual a maioria dos cientistas emprega inevitavelmente quase todo seu tempo, é baseada no pressuposto de que a comunidade científica sabe como é o mundo

p. 24

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Page 18: Efeito fotoelétrico na perspectiva da teoria de Kuhn - parte 1/3

Incomensurabilidade

Revoluções

Anomalias & Crises

[email protected]

Quebra de paradigma

Page 19: Efeito fotoelétrico na perspectiva da teoria de Kuhn - parte 1/3

Descoberta da garrafa de Leyden

Anomalias

Descoberta dos raios X

Ef. fotoelétrico

Radiação de corpo negro Descoberta da

radioatividade

Descoberta do oxigênio

Page 21: Efeito fotoelétrico na perspectiva da teoria de Kuhn - parte 1/3

A ciência normal antes da descoberta do efeito fotoelétrico

Page 22: Efeito fotoelétrico na perspectiva da teoria de Kuhn - parte 1/3

1887: Em busca das ondas eletromagnéticas, Hertz

descobre o efeito fotoelétrico

[email protected]

Page 23: Efeito fotoelétrico na perspectiva da teoria de Kuhn - parte 1/3

[email protected]

Bobina de Ruhmkorff

Page 24: Efeito fotoelétrico na perspectiva da teoria de Kuhn - parte 1/3

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Vidro ou quartzoComo Hertz identificou a radiação ultravioleta

Célula (bateria, pilha) de Bunsen

Page 26: Efeito fotoelétrico na perspectiva da teoria de Kuhn - parte 1/3

A ciência normal entre a descoberta do efeito

fotoelétrico e a hipótese de Einstein do quantum de luz

[email protected]

Page 27: Efeito fotoelétrico na perspectiva da teoria de Kuhn - parte 1/3

[email protected] ISIS, v.52, n.2, 161-193, 1961

Page 28: Efeito fotoelétrico na perspectiva da teoria de Kuhn - parte 1/3

[email protected] KUHN, ISIS, v.52, n.2, 1961, p. 161.

For at least a century and a half, quantitative methods have indeed been central to the development of the fields I study. On the other hand, I feel equally convinced that our most prevalent notions both about the function of measurement and about the source of its special efficacy are derived largely from myth.

Page 29: Efeito fotoelétrico na perspectiva da teoria de Kuhn - parte 1/3
Page 30: Efeito fotoelétrico na perspectiva da teoria de Kuhn - parte 1/3

[email protected]

But in scientific practice (…) the scientist often seems rather to be struggling with facts, trying to force them into conformity with a theory he does not doubt.

KUHN, ISIS, op. cit., p. 171.

Teoria do gatilhopara o efeito fotoelétrico

Teoria da fosforescência para a radioatividade

Page 31: Efeito fotoelétrico na perspectiva da teoria de Kuhn - parte 1/3

[email protected]

During the course of his career, every natural scientist again and again notices and passes by qualitative and quantitatvie anomalies that just conceivably might, if pursued, have resulted in fundamental discovery.

ISIS, op. cit., p. 178.

Mas . . .

Page 32: Efeito fotoelétrico na perspectiva da teoria de Kuhn - parte 1/3

[email protected]

Isolated discrepancies with this potential occur so regularly that no scientist could bring his research problems to a conclusion if he paused for many of them.

ISIS, op. cit., p. 178.

Page 33: Efeito fotoelétrico na perspectiva da teoria de Kuhn - parte 1/3

1995

Page 35: Efeito fotoelétrico na perspectiva da teoria de Kuhn - parte 1/3

http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0953-8984/25/12/125802

2013

Page 36: Efeito fotoelétrico na perspectiva da teoria de Kuhn - parte 1/3

2014

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4152749/pdf/srep06267.pdf

Page 37: Efeito fotoelétrico na perspectiva da teoria de Kuhn - parte 1/3

[email protected]

Muitas vezes a anomalia desaparece com um ajuste na teoria ou com medidas mais acuradas. Mas, quando ela resiste dá início a uma crise, ou situação anormal.

KUHN, ISIS, op. cit., p. 178.

Para onde irá o caso da histerese invertida

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Experimentos sobre o efeito fotoelétrico anteriores a

Lenard

[email protected]

Page 39: Efeito fotoelétrico na perspectiva da teoria de Kuhn - parte 1/3

[email protected]

Hallwachs, 1888

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Hallwachs Stoletov Righi

Corposmetálicos irradiados com luz ultravioleta adquirem carga positiva.

Lei Stoletov: a fotocorrente é proporcional à intensidade da luz.

A fotocorrente é composta de moléculas do ar dissociadas após contato com a superfície irradiada.

1888 - 1890

O Fóton e sua atribulada existência, de 1905 a 1925

Page 41: Efeito fotoelétrico na perspectiva da teoria de Kuhn - parte 1/3

Experimentos de Lenard1889 - 1902

[email protected]

Page 42: Efeito fotoelétrico na perspectiva da teoria de Kuhn - parte 1/3

1898: efeito fotoelétrico era um tema decadente. Lenard

resolve retomá-lo para esclarecer resultados obtidos

em 1889.

O que Lenard fez ente 1889 e 1898

[email protected]

Page 43: Efeito fotoelétrico na perspectiva da teoria de Kuhn - parte 1/3

Lenard, os raios catódicos, o efeito fotoelétrico e o éter.

Para Lenard não existiam elétrons materiais.

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Raios-X

Efeito fotoelétrico

Raios catódicos

Page 45: Efeito fotoelétrico na perspectiva da teoria de Kuhn - parte 1/3

Fontes bibliográficas:

Primárias (Einstein, Lenard, Millikan . . .)

Secundárias (Klassen, Holton, Stuewer,

Wheaton . . .)

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1889: Lenard & Wolf. Pulverização de substâncias sob a ação de luz ultravioleta. Annals der Physik, v. 37.1899: Produção de raios catódicos pela luz ultravioleta. Annals der Physik, v. 2.1902: Sobre o efeito fotoelétrico. Annals der Physik, v. 8.

Bibliografia de Lenard sobre o EF

[email protected]

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Page 48: Efeito fotoelétrico na perspectiva da teoria de Kuhn - parte 1/3

http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1905/lenard-lecture.pdf

Page 49: Efeito fotoelétrico na perspectiva da teoria de Kuhn - parte 1/3

Ciência Hoje, agosto de 2016, p. 61-63.

Page 54: Efeito fotoelétrico na perspectiva da teoria de Kuhn - parte 1/3

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Resultados obtidos por Lenard

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1. A fotocorrente é proporcional à intensidade da luz incidente, e sempre existe, por menor que seja a intensidade da luz.

2. O potencial de corte independe da intensidade da luz.3. Para um dado material do catodo, a velocidade

máxima, ou energia cinética máxima dos elétrons é proporcional ao potencial de corte, e este depende do tipo de luz.

4. A velocidade máxima dos elétrons independe da intensidade da luz.

[email protected]

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Lenard sempre foi comprometido com a teoria ondulatória, o paradigma da época.

A teoria do gatilho foi elaborada para preservar o paradigma e permaneceu soberana até 1911.

[email protected]